Ароматизаторы
Аромат пищевого продукта - интегральный фактор, обусловленный присутствием в нем сложной смеси органических соединений, содержавшихся ранее в сырье (I), образовавшихся под влиянием ряда факторов в ходе технологического потока (II) и специально внесенных при его получении ароматизаторов (II, III) (рис. 9.9).
Рис. 9.9. Формирование вкуса и аромата пищевых продуктов в ходе технологического потока
На аромат и вкус готового продукта влияет большое число факторов: состав сырья, характер и количество содержащихся в нем ароматообразующих веществ (I), особенности технологического процесса его переработки (II) - продолжительность, температура, наличие и активность ферментов, химизм протекающих процессов и характер образующихся при этом соединений (например, реакция меланоидинообразования), вносимые ароматизаторы, вкусовые и ароматообразующие вещества, "оживители" вкуса и т. д. Вкус и аромат готового продукта (III) - результат всего вышеперечисленного. Он создается совокупностью большого числа соединений и оценивается с помощью "сенсорного анализа" и аналитических методов. Большую роль играют "ключевые" соединения; примерами их, определяющих основной "тон" аромата пищевого продукта, могут служить: в лимонах - цитраль, в малине - "-гидроксифенил-3-бутанон, в чесноке - аллилсульфид, в тмине - карвон, в ванили - ванилин. В таблице 9.17 приведены сведения о химической природе и количестве отдельных ароматообразующих веществ, идентифицированных в пищевых продуктах и определяющих их аромат.
Таблица 9.17. Количество ароматообразующих веществ в некоторых пищевых продуктах [М. Pome, 1978]
|
Общее количество |
Углеводороды |
Карбонильные соединения |
Спирты и фенолы |
Кислоты и лактоны |
Другие соединения |
||||
|
нормальные |
гетероциклические |
||||||||
|
Земляника | |||||||||
|
Цитрусовые | |||||||||
|
Помидоры | |||||||||
|
Обжаренные земляные орехи | |||||||||
|
Какао-продукты | |||||||||
|
Мясо птицы | |||||||||
Содержание и состав ароматообразующих веществ меняются по мере созревания растений, в ходе ферментативных и тепловых процессов, при разрушении плодов и ягод (например, обработка кофе, ферментация чая, созревание сыров, выпечка хлеба и т. д.). В то же время, при хранении, в ходе отдельных технологических операций происходит частичная потеря аромата и вкуса. Все это делает необходимым внесение в пищевые продукты ароматизаторов.
Пищевые ароматизаторы - это пищевые добавки, представляющие собой смеси ароматических (душистых) веществ или индивидуальные ароматические (душистые) вещества, с растворителем или сухим носителем или без них, и вводимые в продукты с целью улучшения их аромата и вкуса.
В сочетании с другими веществами, обладающими запахом, входящими в состав пищеывх систем, они придают готовому продукту специфический (привычный или особенный) аромат.
К ароматизаторам не следует относить соки, сиропы, вина, пряности, т. к. они могут использоваться в качестве пищевого продукта, хотя их использование может оказать большое влияние на вкус и аромат продуктов питания.
Пищевые ароматизаторы подразделяют на натуральные, идентичные натуральным и искусственные в соответствии с использованными при их получении компонентами или способе получения. Основными потребителями ароматизаторов являются производства безалкогольных напитков, мороженого, ликероводочных изделий, жевательной резинки, широкого ассортимента кондитерских изделий; ароматизаторы добавляют в сухие кисели, маргарины, сиропы, мучные кондитерские изделия, молочные продукты, пудинги и мясопродукты и т. д.
Широкий ассортимент ароматизаторов, их различная природа, разнообразие источников получения, их химический состав (большинство из них используется в виде многокомпонентной смеси соединений), многообразие сочетаний отдельных компонентов ставят очень сложные задачи при их гигиенической оценке. Необходимость определения безвредности (безопасности) отдельных компонентов и их смесей, определение перечня продуктов (или групп продуктов), в которых они могут быть использованы, строгое соблюдение требований к чистоте отдельных компонентов - все это привело к тому, что ароматизаторы не включены в классификатор пищевых функциональных добавок, а Е-индексы им не присвваиваются.
В РФ возможность применения ароматизаторов устанавливается нормативной документацией изготовителя, согласовывается при гигиенической сертификации и регистрации Департаментом Госсанэпиднадзора Министерства здравоохранения.
Источники получения ароматических веществ, применяемых в пищевой промышленности: эфирные масла и настои, пряности и продукты их переработки, химический и микробиологический синтез.
Получаемые ароматообразующие вещества в большинстве случаев представляют собой смесь соединений (природных или полученных искусственно), и только в отдельных случаях это - индивидуальные соединения. Создание ароматообразующих композиций может быть осуществлено различными способами. Учитывая, что в большинстве случаев это - сложные смеси соединений, они требуют особых подходов к гигиенической оценке, в основе которой в настоящее время приняты критерии, соответствующие требованиям Директивы Совета Европы 88/388ЕЕС от 22.06.86 г. Остановимся на основных источниках получения ароматообразующих соединений и химических соединений, которые входят в их состав.
Эфирные масла и душистые вещества
Эфирные масла - пахучие жидкие смеси летучих органических веществ, вырабатываемые растениями, обусловливающие их запах. Эфирные масла - многокомпонентные смеси с преобладанием одного или
нескольких ключевых компонентов. Всего из эфирных масел выделено более тысячи индивидуальных соединений. Химический состав эфирных масел непостоянен. Содержание отдельных компонентов меняется в широких пределах даже для растений одного вида и зависит от места произрастания, климатических особенностей, стадии вегетации и сроков уборки сырья, особенностей послеуборочной обработки, длительности и условий хранения сырья, технологии их выделения и переработки.
Химическая природа соединений, входящих в состав эфирных масел, весьма разнообразна и включает соединения, относящиеся к разным классам: углеводы, спирты, фенолы и их производные, кислоты, простые и сложные эфиры.
Основу их составляют терпеноиды - терпены и их кислородсодержащие производные различного строения.
Алифатические терпеноиды
Ароматические и гетероциклические соединения
Моноциклические терпеноиды
Дитерпеноиды; полициклические изопреноиды
Основными способами выделения эфирных масел из исходного сырья являются:
Отгонка с водяным паром;
Холодное прессование;
Экстракция органическими растворителями с последующей их отгонкой (олеорезины);
Поглощение свежим жиром ("анфлераж") или мацерация;
СО 2 -экстракция.
Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки и существенно влияет на состав полученных продуктов. При выборе метода выделения учитывают содержание и состав эфирных масел, особенности сырья. Для выделения эфирных масел используют сырое (цветы лаванды, зеленую массу сирени), подвяленное (мята), высушенное (ирис), подвергнутое ферментативной обработке (цветы розы) сырье. Широкое распространение в последнее время получили экстракты пряных растений, содержащие нелетучие вкусовые вещества и пигменты. Эфирные масла - бесцветные или окрашенные (зеленые, желтые, желто-бурые) жидкости. Плохо растворимы или нерастворимы в воде, хорошо - в неполярных или малополярных органических растворителях. На свету и под действием кислорода воздуха легко окисляются. Содержание эфирных масел в растениях меняется от 0,1% (цветы розы) до 20% (почки гвоздики). Для анализа жирных масел в настоящее время используются методы газожидкостной и жидкостной хроматографии.
Широкое развитие органической химии и химического синтеза в XX в. позволило осуществить получение многих компонентов эфирных масел, сделать их более доступными и дешевыми, создать большое разнообразие ароматических смесей и комбинаций, часто с использованием природных эфирных масел.
Получение и применение эфирных масел имеют многолетнюю историю. В Древнем Египте, странах Востока, Японии умели выделять эфирные масла, применяя их дня получения благовоний, в косметике, медицине. Свои названия эфирные масла получили по названию растений, из которых они были выделены, иногда по содержанию основного компонента.
Эфирные масла являются важным компонентом пищевых ароматизаторов, их качество зависит от состава, способа выделения и очистки.
Пищевые ароматизаторы идентичные натуральным
Пищевые ароматизаторы идентичные натуральным - сложные композиции душистых веществ (природного, идентичного природному, в том чичле синтетического происхождения) в соответствующем растворителе или смешанные с твердыми носителями: крахмалом, лактозой, белками, поваренной солью и т. д.
В их состав может входить до 20-30 компонентов различной химической природы.
Применение только природных ароматсодержащих источников для получения ароматизаторов не рационально, поскольку требует большого количества исходного материала, а выделяемые продукты характеризуются нестабильностью аромата (за исключением эфирных масел). Наиболее эффективно применение ароматизаторов, включающих натуральные и идентичные натуральным компоненты. Производство идентичных натуральным ароматических веществ экономически целесообразно, по своему строению они отвечают природным соединениям, а их композиции позволяют получить комбинации веществ, отличающиеся стабильностью, заданным ароматом. Они удобны в использовании.
Искусственные ароматизаторы (включающие компоненты, не имеющие природных аналогов) требуют специального изучения и гигиенической оценки, они отличаются высокой стабильностью, интенсивностью аромата, дешевизной.
Химическая природа ароматизаторов, учитывая набор компонентов, входящих в их состав, широту источников, которые были использованы для их получения, является весьма разнообразной и может быть представлена эфирными маслами, альдегидами, спиртами, сложными эфирами и другими классами органических соединений.
Сложный химический состав ароматизаторов, включающий компоненты различной природы, формирует разнообразные запахи. Остановимся на некоторых наиболее важных компонентах.
Изопреноиды и их производные: цитраль и цитронеллаль - обладают запахом лимона; цитронеллилформиат - придает продуктам приятный фруктовый запах; линаллилформиат - обладает запахом кориандра;
цитронеллилацетат - обладает запахом кориандра; линалилацетат - придает продуктам бергамотный запах.
Соединения алифатического ряда
Ароматические соединения
Ванилин - кристаллическое вещество. Содержится в стручках ванили, в перуанском и толуанском бальзамах, в бензойной смоле. Ограниченно растворим в воде 10 г/л (20°С).
Выбор ароматизатора для получения конкретного пищевого продукта определяется физико-химическими свойствами пищевых систем, технологией производства, характером получаемого готового изделия.
Внесение ароматизаторов не усложняет технологию. Растворители: спирт, масло, пропиленгликоль, триацетил (Е1518), вода. В мясные изделия, сыры, соусы ароматизаторы добавляют с солью, в кремы, сухие напитки - с сахарной пудрой. Внесенный ароматизатор должен быть равномерно распределен по всей пищевой системе. Информация о внесенном ароматизаторе должна быть на этикетке (натуральный, идентичный натуральному, искусственный).
Пряности и приправы
Пряности и другие вкусовые добавки объединяют вещества, компонентами которых являются соединения, влияющие на вкус и улучшающие аромат пищи (перец, лавровый лист, гвоздика, корица), и приправы (горчица, хрен, поваренная соль).
К пряностям относятся растительные продукты, отличающиеся своеобразием вкусовых и ароматических свойств, обусловленных присутствием в них эфирных масел, гликозидов, алкалоидов и некоторых других соединений. Применение пряностей в пищевых продуктах для придания им аромата, остроты вкуса, особых вкусовых ощущений, иногда для "исправления" запаха пищи имеет многовековую историю. Использование пряностей не только улучшает органолептические свойства пищи, но и повышает ее усвоение организмом. В качестве пряностей обычно употребляют высушенные, а иногда и размолотые части растений, в которых в наибольшей степени накапливаются вещества, обладающие вкусом и ароматом. В соответствии с научным определением, пряности не являются пищевыми добавками, но они нашли широчайшее применение в питании, при промышленном производстве пищевых продуктов, на предприятиях общественного питания, в домашней кулинарии. Значение и масштабы использования определяют необходимость рассмотрения этой группы улучшителей вкуса и аромата.
В настоящее время известно более 150 видов пряностей, но наиболее широко в качестве вкусовых веществ местного действия применяются около 40. В зависимости от того, какую часть растения используют в пищу, их делят на несколько групп. Классификацию пряностей можно представить в следующем виде.
1. Семенные: горчица, мускатный орех, кардамон.
2. Плодовые: анис, бадьян, тмин, кориандр, кардамон, перец, ваниль, фенхель, перец красный стручковый (стручки).
3. Цветочные: гвоздика, шафран.
4. Листовые: лавровый лист, донник (цветы и листья), мята перечная.
5. Коровые: корица китайская, корица цейлонская.
6. Корневые: имбирь, дягиль, куркума, зеодания, калчан, петрушка.
7. Вся трава: майоран, душица, укроп, петрушка, полынь, эстрагон.
В связи с переходом на крупномасштабное производство, с расширением ассортимента продуктов питания и изменением технологии их получения, за последние годы произошли значительны"- изменения в производстве пряностей. Традиционная технология использования в пищу молотых пряностей и трав уступает место новым подходам и решениям. Это связано с необходимостью точной количественной дозировки вносимых пряностей, стабильностью их вкуса и аромата вне зависимости от
Рис.
9.10. Переработка пряностей [по данным
фирмы Bush Boake Allen]
географического места происхождения, времени года, изменения качества при хранении, наличия ненужных тканей и волокон, высокой степени механического и микробиологического загрязнения. Существовавшие ранее методы обработки не устраняют этих недостатков. Предлагаемые новые методы переработки дают возможность получить широкую гамму продуктов высокого качества и стабильного состава (см. рис. 9.10).
Реализация этой технологии позволяет получить широкий спектр стабильных по качеству продуктов, которые используются в современном крупномасштабном пищевом производстве с использованием ароматизаторов. Следует также отметить, что отдельные пряности обладают фармакологической активностью, что широко используется в медицине.
425 ::426 ::427 ::428 ::429 ::430 ::431 ::432 ::433 ::434 ::435 ::436 ::Содержание
436 ::437 ::438 ::439 ::Содержание
| " |
Много разговоров ведется вокруг происхождения ароматизаторов. Ароматизаторы натуральные, идентичные натуральным или синтетические (искусственные). В чем отличие между ними? Вредны ли идентичные натуральным и искусственные ароматизаторы?
Мы попытаемся прояснить все эти вопросы.
Для чего нам нужны ароматизаторы
Ароматизаторы предназначены для придания пищевым продуктам вкуса и аромата и для усиления имеющегося вкуса и аромата.
Применение ароматизаторов позволяет:
Создать широкий ассортимент пищевых продуктов, отличающихся по вкусу и аромату, на основе однотипной продукции
. восстановить вкус и аромат, частично утерянный при хранении или переработке - замораживании, пастеризации, консервировании, концентрировании
. стандартизировать вкусо-ароматические характеристики пищевой продукции вне зависимости от ежегодных колебаний качества исходного сельскохозяйственного сырья
. усилить имеющийся у продуктов натуральный вкус и аромат
. придать аромат продукции на основе некоторых ценных в питательном отношении, но лишенных аромата, видов сырья (например, продуктов переработки сои)
. избавить пищевую продукцию от неприятных привкусов
. придать аромат продукции, получаемой с помощью технологических процессов, при которых не происходит естественного образования аромата (например, приготовление пищи в микроволновых печах).
Какие бывают ароматизаторы
Ароматизаторы принято подразделять на натуральные, идентичные натуральным и искусственные.
Натуральные ароматизаторы
Свод федеральных нормативных документов США определяет натуральный аромат или натуральный ароматизатор , как «эфирное масло, маслосмолу, эссенцию, экстракт, гидролизат белка или любой продукт обжаривания, нагревания или ферментации, который содержит вкусоароматические компоненты, полученные из пряностей, фруктов или фруктовых соков, овощей или овощных соков, пищевых дрожжей, трав, коры, почек, корней, листьев или подобных растительных материалов, мяса, морепродуктов, птицы, яиц, молочных продуктов или продуктов, полученных из них с помощью ферментации, существенная функция которых в составе пищевого продукта в большей степени ароматизирующая, чем питательная».
Натуральные ароматизаторы чрезвычайно дороги и применяются только в тех случаях, когда нет возможности выработать ароматизаторы, идентичные натуральным, или искусственные.
Идентичные натуральным ароматизаторы
В России в соответствии с ГОСТ Р 52464-2005 Идентичный натуральному ароматизатор
— это пищевой ароматизатор, вкусоароматическая часть которого содержит одно или несколько вкусоароматических веществ, идентичных натуральным, может содержать вкусоароматические препараты и натуральные вкусоароматические вещества.
В США, а теперь и в Евросоюзе термин «идентичный натуральному ароматизатор» не используется.
В качестве примера можно привести ароматизаторы фруктово-ягодной группы, предназначенные для производства карамели, - цитрусовые Апельсин, Лимон и Грейпфрут, а также Мята, состоящие более чем на 50 % из натуральных эфирных масел; Земляника, Черная смородина, Персик, Абрикос.
Искусственные ароматизаторы
ГОСТ Р 52464-2005 дает следующее определение искусственного ароматизатора:
Искусственный ароматизатор — пищевой ароматизатор, вкусоароматическая часть которого содержит одно или несколько искусственных вкусоароматических веществ, может содержать вкусоароматические препараты, натуральные и идентичные натуральным вкусоароматические вещества.
Американское пищевое законодательство все ароматизаторы, не подпадающие под определение «натуральный» относит к искусственным. Искусственные пищевые ароматизаторы содержат по меньшей мере одно искусственное вещество, которого в природе не существует. Его получают химическим синтезом. Искусственные ароматизаторы отличаются высокой стабильностью, интенсивностью и дешевизной. Например, искусственным ароматизатором является арованилон (этилванилин), используемый пищевой промышленностью всего мира.
Из чего делают и как получают ароматизаторы
Натуральные пищевые ароматизаторы извлекаются физическими способами (прессованием, экстракцией, дистилляцией) из исходных материалов растительного или животного происхождения. Сухие порошки растений (например, чеснока) получают удалением воды из исходного измельчённого растения или выжатого сока путём распыления или сублимации.
До сих пор не удалось создать ни одного полноценногоили безвредного заменителя натуральному аромату. К примеру, так называемые идентичные натуральным ароматизаторы состоят из 10-15 ингредиентов, в то время как натуральные ароматы - из 200-500 ингредиентов, многие из которых присутствуют только в виде остатков молекул. Наука же способна идентифицировать только 7-10 основных, составляющих 80-90% массы и дающих основной узнаваемый запах, но плоский и сильный, без нюансов, "химический", а остальные, композиция которых и является наиболее ценной частью аромата наука не способна установить совсем.
По составу основных ароматических компонентов и их химической структуре идентичные натуральным ароматизаторы полностью соответствуют природным. При этом часть компонентов или даже весь ароматизатор целиком получают искусственным путём. Химическим синтезом получают, например, ванилин, пара-оксифенил-3-бутанон (основной ароматообразующий компонент для ароматизатора малины). Оптимизацией и целенаправленным воздействием на ферментативные процессы и развитие определённых микроорганизмов получают, например, ароматы сыра, сливочного масла, горчицы, хрена.
Коптильные ароматизаторы чаще всего являются результатом экстрагирования водой очищенного коптильного дыма с последующим концентрированием экстрактов. Их получают в несколько этапов. Сначала оптимизацией ферментивных процессов созревания мяса получают значительное количество предшественников мясных ароматов. Затем нагреванием (по аналогии с варкой и жарением) предшественники превращаются в мясные ароматы. Интенсивность у подобных продуктов в 20-50 раз выше, чем у получаемых традиционным способом мясопродуктов.
Один искусственный ароматизатор может быть синтезирован из сотни химических соединений, подражающих естественным ароматам. Некоторые искусственные ароматизаторы ванили сделаны из отходов бумажной промышленности или из нефти.
Ароматизаторы, идентичные натуральным, - это 100%-ная химия. Как любой химический продукт, ароматизаторы такие зачастую содержат токсические примеси, которые ухудшают функцию печени и почек, угнетают сердечную и дыхательную деятельность, негативно влияют на обменные процессы. Современные исследования показали возможность искусственных ароматизаторов влиять на поведение человека.
В нашем восприятии пищи важны не только питательные качества и вкус, но и запах. Способны ли синтетические ароматизаторы заменить натуральные ароматы продуктов питания?
Если вы зажмете пальцами нос и закроете глаза, то отличить по вкусу яблочное пюре от ананасного вам, скорее всего, не удастся. Этот простой опыт демонстрирует роль обоняния при оценке пищевых продуктов
Сергей Белков
На самом деле, когда человек впервые добавил в мясо душистые травы, перец, гвоздику или другие пряности, он сделал это не для придания нового вкуса или аромата. Он решал простую дилемму: либо мясо испортится через пару дней, либо пряностью будет испорчен вкус и запах, но продукт сохранится дольше. Так что первые применения природных ароматизаторов были связаны с ухудшением натурального вкуса в угоду срокам хранения. Позднее, когда использование пряностей прочно вошло в культуру потребления, нам начали казаться приятными «неестественные» вкус и аромат.
Аллилизотиоцианат — действующее вещество таких приправ, как горчица, хрен и васаби. Они предназначены для придания пищевым продуктам нехарактерного и совершенно неестественного вкуса.
С появлением кулинарии мы начали целенаправленно менять вкус и аромат нашей пищи на новый, порой непредсказуемый. Пряности и вместе с ними вообще все, что необычно пахнет, стали использовать в качестве ароматизаторов. Могущество целых империй основывалось на торговле натуральными ароматизаторами — шафраном, черным перцем, гвоздикой и корицей. И вовсе не в поисках новых земель или знаний, а именно за пряностями отправлялись в свои морские походы Васко да Гама, Колумб и Магеллан. Каждое новое открытое растение с необычным ароматом люди добавляли в свою еду, не обращая внимания на химический состав (о котором, впрочем, в те далекие времена имели довольно смутные представления).
Гораздо позже научная революция принесла понимание того, что запах — это не какая-то волшебная субстанция, а совершенно конкретные химические вещества. Их совсем необязательно выращивать на плантациях Индии или Нового Света. Если растение умеет синтезировать вещество, то что мешает человеку воспроизвести этот процесс? Если в запахе яблока содержится смесь известных соединений, что мешает смешать их искусственно и получить тот же результат? Зачем плавать за моря, подвергаться нападениям пиратов и конкурентов, если любой вкус можно создать в буквальном смысле в пробирке?
Ароматы живой природы
Ароматы цветов, ягод, фруктов, овощей настолько гармоничны, что порой нам кажется, что природа создала все это специально для нас. Именно это мнение лежит в основе многих направлений альтернативной медицины (типа ароматерапии) и наших бытовых представлений. Между тем это далеко не так.
Любые соединения, в том числе ответственные за запах, так называемые душистые вещества, растение синтезирует с конкретными целями. Продукты растительного метаболизма достаточно четко можно разделить на два типа. Первичные метаболиты (белки, жиры, углеводы, витамины) — это вещества, необходимые растению для его жизнедеятельности. Именно эти соединения и составляют пищевую ценность нашей еды.
Ароматизаторы, которых нет
Многие вещества, которые мы традиционно принимаем за аромат натуральных вкусных и полезных продуктов, изначально вообще не присутствуют в растении
Так, например, ванилина, как отдельного химического соединения, в стручках известной орхидеи просто нет. В них синтезируется так называемый глюкованилин — гликозид, основная функция которого состоит в защите растения от поедания вредителями. Для получения ароматной субстанции с запахом ванили нужно еще разрушить гликозид, для чего проводится довольно сложный и длительный процесс ферментации, что обуславливает высокую цену. В пищевой промышленности ванилин (значительно более чистый и гораздо более дешевый) получают из гваякола или лигнина.
Еще более интересный пример — горчица, которая научилась защищаться с помощью мощнейшего химического оружия — слезоточивого аллилизотиоцианата (АИТЦ), токсичного для многих живых организмов. А поскольку для самой горчицы он тоже опасен, растение не синтезирует его в готовом виде, а хранит в своих тканях два совершенно безвредных по отдельности компонента: гликозинат синигрин и фермент мирозиназу. Животное или насекомое, решившее полакомиться растением, повреждает его ткани, что приводит к смешению компонентов, при этом фермент (реакция протекает в водной среде) «отрезает» от синигрина глюкозу, образуя токсичный АИТЦ, или нитрил. Такое пиршество дорого обходится вредителю. Этот же механизм позволяет «зачистить» территорию от других растений и микроорганизмов: в отслуживших свое и разлагающихся стеблях и листьях образуется АИТЦ, «стерилизуя» почву. В сухом же горчичном порошке жгучего вещества просто нет, поэтому он приобретает аромат только при добавлении воды, причем не сразу (по этой же причине горчичники «жгутся» только после замачивания). Для нужд пищевой промышленности (например, для изготовления майонеза) используют синтетический АИТЦ, полностью идентичный натуральному.
Вторичные метаболиты, часть которых представлена душистыми веществами, служат совсем для других целей. Традиционно считается, что растения научились синтезировать летучие вещества в результате коэволюции с опылителями или переносчиками семян. Это лишь одна, причем достаточно незначительная сторона вопроса. В состав природного аромата входят сотни летучих веществ, зачем же растению так усложнять свою биохимию? Ведь синтез каждого соединения растение вынуждено осуществлять в ущерб своему развитию, отрывая ценные ресурсы от производства важных продуктов, когда для привлечения опылителя хватило бы и одной-двух разновидностей летучих молекул.
Когда нельзя убежать
Если первичные метаболиты растения являются тем самым, ради чего мы едим фрукты и овощи, то вторичные обычно служат для совершенно противоположной цели — чтобы растение не съели.
Изучив состав ароматообразующих веществ любого цветка или плода, мы обнаружим огромное количество соединений, обладающих антибактериальными и противогрибковыми свойствами, веществ, отпугивающих или убивающих вредителей (и не только насекомых). Состав этих ароматов непостоянен. В ответ на внешнее воздействие растения корректируют свой метаболизм, в результате меняя состав запаха. Во многих экспериментах было показано, что вслед за повреждением листа или цветка происходит перенаправление ресурсов растения на синтез вторичных метаболитов. Почему? Потому что в случае угрозы растение не может убежать — оно переключается с роста на защиту.
Запах скошенной травы (отличный от запаха нетронутой лужайки) — один из примеров такой реакции. Вещества, входящие в этот аромат, являются вторичными метаболитами растения и предназначены для защиты от вредителей, покусившихся на сочную мякоть, а также от бактерий и грибков, жадных до поврежденных тканей. Эти же самые вещества — важнейшие компоненты аромата ягод земляники или яблок.
Еще одна сфера применения душистых веществ — это общение. Растения могут «общаться» друг с другом и с другими организмами. Не так, как мы, не звуками и не знаками, единственный доступный для них способ — это обмен молекулами. Летучие вещества, выделяемые, например, при заражении грибком, сигнализируют находящимся поблизости родственникам об опасности, предупреждая о близости врага и вызывая переключение метаболизма на синтез «противогрибковых» реагентов. И даже собственную жизнедеятельность растения регулируют с помощью душистых веществ: гормоны растений — летучие молекулы — представляют собой один из важных компонентов привычных ароматов. Жасмоновая кислота и ее производные, определяющие запах очень многих цветов, являются растительным гормонами.
Неядовитый аромат
В 1830 году из косточек горького миндаля (Prunus amygdalus var. amara) было выделено вещество амигдалин (от греческого ἀμυγδάλη, миндаль). Позже это соединение было обнаружено в косточках растений рода слива (Prunus) — абрикоса, персика, вишни, сливы, яблок.
Как и большинство других цианогенных гликозидов (соединений глюкозы), амигдалин синтезируется растением в качестве химического оружия против врагов. Сам по себе амигдалин достаточно безобиден, что позволяет растению накапливать его в тканях в значительном количестве. Однако стоит вредителю попробовать семена растения на вкус, содержащийся в растении фермент глюкозидаза начинает расщеплять амигдалин, в результате образуется чрезвычайно токсичная синильная кислота (глюкозидаза содержится не только в растении, но и в пищеварительной системе людей, птиц и насекомых, так что глотание миндаля «не разжевывая» не спасает). Попадая в организм, синильная кислота необратимо блокирует действие ряда ферментов, что приводит к кислородному голоданию тканей, летальная доза этого вещества составляет 3,7 мг/кг (порядка 0,3 г для взрослого человека). Такое количество содержится меньше чем в 100 г горького миндаля, а для ребенка всего 10 орешков могут стать смертельными.
Амигдалин играет важную роль в образовании миндального аромата. Дело в том, что синильная кислота… не пахнет миндалем! Именно на этом частенько прокалываются авторы детективов, определяющие причину отравления по запаху. За характерный аромат несет ответственность бензальдегид — вещество, образующееся в процессе превращения амигдалина в синильную кислоту (впрочем, если отравить человека не синильной кислотой, а амигдалином, то запах действительно будет присутствовать). Именно бензальдегид и некоторые другие ароматические альдегиды используются в качестве ароматизаторов с запахом миндаля, абрикоса, вишни, яблока — всех тех продуктов, которые содержат амигдалин. При этом в ароматизированном печенье содержание бензальдегида (полностью синтетического) гораздо меньше, чем в натуральном миндале, а ядовитой синильной кислоты там не содержится вовсе.
Впрочем, механизмы защиты не идеальны, эволюция всегда находит в них уязвимое место. Червяки едят яблоки, но не благодаря, а вопреки наличию в них ядовитых для них веществ, поскольку научились бороться с защитой плодов. Против подавляющего большинства других желающих полакомиться сладким фруктом эта защита остается эффективной. Люди же едят яблоки вовсе не благодаря душистым веществам, а потому, что в них есть сахар и витамины. Составляющие аромата приносят нашему организму скорее проблемы. Организм яблони тратит ценные ресурсы на синтез веществ, предназначенных для того, чтобы ее не съели, а наш организм тратит свои ресурсы на нейтрализацию этой защиты.
За характерный аромат миндаля отвечает бензальдегид, образующийся в процессе превращения амигдалина в синильную кислоту. Сама синильная кислота имеет совсем другой запах.
Научить нюхать
Так почему же нам приятны ароматы «химического оружия» растений? Дело в том, что наше обоняние — чувство скорее культурное, чем врожденное. Новорожденный ребенок не делает различий между плохими или хорошими запахами, для него они все достаточно нейтральны. Позже под влиянием обучения он начинает связывать запах с другими качествами пищевых продуктов: запах апельсина становится приятным, потому что апельсин сладкий и вкусный, а запах тухлой рыбы — неприятным, потому что ею можно отравиться.
Обучение обоняния — процесс очень гибкий и быстрый. Многие традиционные блюда чужой культуры, да и просто неожиданные сочетания вкусов, воспринимаются как странные и порой неприятные, но достаточно мимолетного знакомства, как странность эта уходит, и уже через некоторое время продукт воспринимается как нормальный. Наш мозг быстро выстраивает и разрушает ассоциации между ароматом и продуктом. На самом деле прямой взаимосвязи между запахом продукта и его пищевой ценностью не существует. Одни и те же душистые вещества могут содержаться в разных продуктах, а один и тот же продукт может очень сильно отличаться по качественному и количественному составу ароматообразующих соединений.
Непостоянная природа
Любой аромат, природный или синтетический — это смесь душистых веществ. Это одни и те же вещества. Разница в том, что растения синтезируют их для своих целей, а мы — для своих. Для тех же, с которыми добавляем в суп лавровый лист, а в бородинский хлеб — семена кориандра. Только при использовании натурального растения состав смеси слабо предсказуем, а в случае синтетического аромата мы знаем совершенно точно, сколько в ней компонентов, каковы они, во что превратятся в процессе хранения и как повлияют на организм.
Качественный и количественный состав синтетического ароматизатора, конечно, отличается от состава натурального продукта. При создании яблочного ароматизатора не используются все те сотни веществ, обнаруженных в яблоке, и часто используются вещества, которых в исходном фрукте вообще нет. Но это ничего не меняет. К тому же состав природного аромата тоже непостоянен, он может изменяться в зависимости от степени зрелости яблока, от окружения, наличия или отсутствия вредителей на растении или поблизости и других факторов. Даже на одной яблоне не найти двух идентичных по запаху яблок, не говоря уже о разных сортах и о том, что аромат быстро (в течение минут) меняется после разрезания фрукта.
О пользе…
Считается, что продукт, сделанный с использованием синтетического ароматизатора, не несет никакой пользы. В этом утверждении есть одна серьезная логическая ошибка. Ароматизатор — это не продукт для употребления в пищу. Он служит для придания аромата, но не пищевой ценности. Вещества в составе ароматизаторов способны лишь раздразнить рецепторы в носу. Различные биологически активные вещества, такие как туйон, или кумарин, или сафрол (которые входят в состав ежедневно потребляемых натуральных продуктов), вообще не используются при производстве синтетических ароматизаторов по причине их потенциального вреда.
Карамель, сделанная на натуральных красителях и ароматизаторах, принесет не больше пользы, чем сделанная на синтетических. Компот, сваренный из натуральных фруктов и сахара, не полезнее сладкой газировки с синтетическим ароматизатором (ведь витамины при варке не сохраняются). Вопрос здорового питания не связан с употреблением синтетических ароматов, ожирение и сердечно-сосудистые заболевания вызываются не душистыми веществами.
…и вреде
Могут ли синтетические ароматизаторы быть вредны? Вокруг этого вопроса существует огромное количество мифов. Самый типичный аргумент подобных «страшилок» состоит в том, что получение сверхчистых веществ — процесс очень дорогой, так что ароматизаторы могут содержать множество примесей. На самом деле совершенно не важно, есть ли примеси в конечном продукте. Важно знать, могут ли они навредить здоровью человека. Об этом задумываются не только противники «химии», стремящиеся донести страшную правду до общественности.
Флейвористы и парфюмеры
Для создания пищевых ароматов сегодня в мире разрешено к использованию более 4000 индивидуальных веществ. Однако, в отличие от парфюмеров, флейвористы (специалисты по пищевым ароматам) значительно больше ограничены в своем творчестве. В отличие от парфюмерной, в пищевой промышленности принцип верхних, средних и нижних нот не работает. Вместо этого комплексный аромат разбивается на набор простых, называемых дескрипторами, из которых, как из конструктора, методом проб и ошибок, собирается нужный продукт. Однако это только начало: ведь нужно, чтобы ароматизатор сохранил свои свойства, скажем, при выпекании печенья (между тем, температура в этом процессе может превышать температуру кипения компонентов ароматизатора). А после этого ароматизатор должен сохранять свои свойства еще в течение всего срока хранения пищевого продукта. Существует еще ряд проблем, связанный с тем, что пищевые продукты зачастую представляют собой эмульсии (майонез, молоко), а ароматизаторы состоят из жиро- и водорастворимых компонентов, что приводит к неравномерному распределению аромата.
Например, изоамил ацетат, используемый в качестве ароматизатора с запахом груши и получаемый этерификацией изоамилового спирта и уксусной кислоты, может содержать небольшие примеси обоих реагентов. Однако и во фруктах, содержащих совершенно натуральный изоамил ацетат, эти два реагента точно так же присутствуют. Синтетический ванилин, производимый из гваякола, будет содержать его примесь. Но это же вещество присутствует и в составе натурального экстракта ванили, многих ягод, служит основным компонентом натурального копчения.
На самом деле примесей в любом натуральном продукте гораздо больше, чем в синтетическом. Можно, конечно, думать, что ферментативная реакция, проходящая в живой клетке, селективно приводит к синтезу чистого вещества. Однако стоит учесть, что в клетке одновременно происходит множество реакций, и ароматы компонуются из огромного количества соединений (например, в аромате ананаса их более 900). Так что говорить о селективности в природных процессах можно лишь достаточно условно. Химический синтез в этом отношении гораздо более перспективен: современные методы синтеза позволяют не только селективно получать нужные душистые вещества (как правило, это несложные молекулы), но и контролировать состав примесей. Сложные молекулы, прямой синтез которых затруднен, обычно производятся биотехнологическими методами, и поэтому, согласно пищевому законодательству, считаются совершенно натуральными.
В работе по синтезу пищевых ароматизаторов нет ничего нового — она по сути своей ничем не отличается от работы кулинара, нарезающего яблоко в рыбный салат. В конечном счете каждый вкус и аромат обусловлен конкретными химическими веществами, и для нашего организма не имеет значения, взялись ли они из выращенного на ветке фрукта или из колбы в лаборатории.
Как сделать пищевой ароматизатор в домашних условиях
Простые способы приготовления ароматизаторов для выпечки, салатов, различных блюд.
В домашних условиях возможности для получения ароматического вещества несколько ограничены. Однако есть несколько простых способов получения ароматизаторов, не выходя из дома и не приобретая дополнительной посуды и ингредиентов.
Натуральный ароматизатор из кофе
Чтобы сделать натуральный ароматизатор из кофейных зерен, потребуются следующие ингредиенты:
- Кофе молотый (настоящий) 0,5 кг.
- 2 л Вода.
Воду следует вскипятить, а затем остудить. После в охлажденную кипяченую воду нужно добавить молотый кофе. Перемешать и залить раствор в стеклянную баночку с крышкой. Плотно закупорив бутылку, нужно поставить ее в холодильник на 12 часов. После положенного отстаивания пищевой ароматизатор готов.
Ароматизатор из лимона для выпечки, салатов, электронных сигарет
Понадобится:
- 12 штук лимонов среднего размера.
- 2 л воды.
Лимоны промыть, удалить остатки воды с помощью полотенца и нарезать небольшими кусочками. Положить нарезанные лимоны в емкость, залить теплой водой и оставить настаиваться (желательно в теплом месте).
Затем полученную жидкость процедить через ситечко и перелить в стекляную бутылку с крышкой.
Ароматизатор из апельсина и лимона
Ингредиенты:
- 1 шт апельсин.
- 1 шт лимон.
- 200 грамм водка.
Сначала следует очистить апельсин и лимон от кожуры. Полученную цедру нужно залить водкой и оставить настаиваться в стеклянной бутылке на 24 часа.
А как получают натуральный ароматизатор в промышленных масштабах
Чтобы получить пищевой ароматизатор из натурального сырья, используют такие способы:
- настаивание;
- перколяция;
- реперколяция;
- циркуляционная экстракция и другие методы.
Экстракты бывают нескольких видов:
- Жидкие.
- Густые (в их составе влаги до 25%).
- Сухие.
Чтобы извлечь аромасоставляющую из сырья растительного происхождения применяют воду и этиловый спирт (также допускается использование в технологии кислот, щелочи, глицерина и т.д.). Получив экстракт, его отстаивают как минимум 48 часов при температуре до 10 ° С чтобы получить жидкость прозрачного цвета. После этого жидкость пропускают через фильтр. Густые экстракты требуют дополнительные действия: осаждение спиртом, применение поглотителей, кипячение с фильтрованием. После чего очищенные извлечения посредством выпаривания под вакуумом доводят до густого состояния.
